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底盤設定-底盤動態-簡單的賽車尾翼空氣力學分析
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過去的文章我們討論過如何使用Excel並以側向加速度(Latitude G Force)與轉向輸入(Steering Input)的簡單分析，來了解車手是否在輪胎的極限上駕駛賽車，但現今的高階商業賽車如GT3與GT4甚至是車廠自己出的CUP CAR都有前後剎車配比(Brake Bias)與防鎖死剎車系統(ABS: Anti-lock Braking System)可以調整與設定，如何分析剎車效率並做出正確的設定，並使用Motec或是ChassisSim等專業軟體來做系統化的分析與比較，本篇文章會簡單的說明。
首先輪胎的剎車效率是以縱向(Longitude)的方向分析的，雖然我們在剎車時車輛並不會只往前方移動，尤其是賽車場上車手會使用帶剎車入彎的技巧(Trail Braking)，這會使車輛在轉彎時也會有剎車，如果只使用縱向的系統分析會不完全確實。但目前高階賽車並沒有包含縱向(Longitude)與側向(Latitude)系統一起運作的動態穩定系統(ESC: Electronic Stability Control)，因此本篇還是會以單純的縱向(Longitude)來做分析，並使用目前娛樂上常見的賽車遊戲【出賽準備 Assetto Corsa】來做簡單說明與示意。
目前比較廣泛且接受的普遍科學是，輪胎滑差(Tire slip)在20%或是0.2內時是車輛輪胎在剎車時效率最好的時候，簡單的公式如下:
滑差 = (車速-輪速) / 車速 ，Slip ratio = (Vvehicle – Vwheel) / Vvehicle。
注意，因為我們是以車速來做輪胎滑差的比較，因此輪速要以線速度表示(Linier Velocity)，而非角速度(Angular Velocity)。另外分母的部分因為我們也是以整車車速來做比較，並非單一的檢視輪胎的運作狀態，因此分母我們這次以車速下去計算。
還有另外一個重點是通常ABS啟動的時機我們是以輪胎上的角加速度下去判定的(Wheel Angular Acceleration)，而非我們上述公式所說明的輪胎與車速的滑差。通常角加速越快(剎車為負值)，代表輪胎剎車力量突然增加，有可能是輪胎鎖死前的徵兆，此時會依系統設計參數觸發ABS。
下圖我們以Motec 程式與Assetto Crosa 內建的模組來模擬的第二代Nissan GT3 (Gen 2-030)，在直線剎車時不同的前後剎車配比與ABS觸發時機。這次簡單的分析我們可以了解，ABS的觸發到底是後輪鎖死還是前輪鎖死(Lock-up)? 是要調整剎車配比還是ABS觸發靈敏度?
注意我們只能透過數據了解【觸發的原因】，如何調整賽車至車手滿意的狀態，仍需車手與車輛工程師(Race Engineer)緊密溝通才行。有時候車手必須調整車輛操作的習慣來滿足最佳單圈，或是依車手的駕車習慣調整車輛至最有效率且保存輪胎的設定，沒有對或錯，只有誰可以在日落前第一個拿到方格旗。
Figure-1
Figure-2
Figure-1 是我們這次使用Motec分析做的簡單工作表(Worksheet)，雖然ABS分析我們也可以使用Excel達成，但是Motec內建的模組可以幫助我們更視覺化的展示數據觸發的時機與條件，讓分析更有效率。(未觸發數值為0，觸發後數值為1)
Figure-2可以看到在Assetto Crosa Nissan GT3基本的設定條件(Stock setup)剎車配比67%，ABS觸發靈敏度4，在直線剎車沒多久ABS即被觸發，觸發條件是因為退檔引擎剎車(Downshift Engine braking)造成雙後輪準備鎖死，觸發時雙後輪滑差約為-15.7%上下，除非車手真的希望有引擎剎車的入彎協助，否則以此案例建議延後退檔。
Figure-3-1
Figure-3-2
Figure-3-1與Figure-3-2為剎車配比維持67%，但是ABS觸發靈敏度改為1。一樣可以看到部分的ABS觸發原因為退檔的引擎剎車，但是可以另外看到在退檔後的第二次觸發為單邊輪速快速下降可能造成鎖死時造成。觸發時輪胎滑差約為-10%。
Figure-4剎車配比增加到72%，但是ABS觸發靈敏度仍為4。我們可以看到在剎車的過程中雖然駕駛的退檔動作仍造成後輪滑差，但是因為整車減速度較高，且後輪剎車力較薄弱，因此並沒有觸發ABS做動。整個剎車過程一直到後期前輪剎車快接近鎖死時才觸發ABS。
Figure-4
本【賽車設定快速指南】作為賽車設定的快速參考指南。本賽車設定指南包括詳細的解釋。
希望可以幫助大家做簡單的賽車設定。如果您想要更詳細地了解實際發生的情況，請參閱【Fundamentals of Vehicle Dynamics】等工程相關的車輛設計書。
設定賽車是一個很棒的愛好但不適合所有人。但是如果你有耐心堅持下去，你會發現它非常令人滿意且有成就感。
所有車輛在零件試作與下場前皆需要使用駕駛模擬器(Sim Racing)來特定調整的問題。
也就是說，有時候我會進入一輛我完全不知道的賽車，或者在一條帶有極端/奇怪路面/彎道犀利的賽道上，使用本【賽車設定快速指南】可以了解有哪些調整我們可以運用。
注意：本【賽車設定快速指南】是基於各種資訊與建議，且只是是一個參考工具，因此並非所有項目都適用於所有車輛。
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使用Motec或是ChassisSim等專業軟體來做系統化的分析…
